青平川高家沟长2油层组沉积特征研究

贺宏 方小杰 司祺 朱童童

摘要：鄂尔多斯盆地是我国主要的含油气盆地，对该地区沉积相分析和沉积演化特征研究是油气勘探的重要基础。本文综合利用野外露头、地震、岩心、测/录井、分析测试等资料，结合地层岩心颜色和层理构造等特征的变化特点，以单井相研究为点，典型连井剖面相为线，综合研究为面的技术手段对青平川高家沟进行地层发育特征和区域沉积背景分析研究，并进一步提出和分析了该地区的沉积演化特征。为下一阶段深层次的油田地质开发提供参考资料。

关键词：沉积相;沉积演化;鄂尔多斯盆地;长2油层组;

1 研究区概况

青平川采油厂位于陕西省延安市延川县境内，东距延川县城约35km。西邻子长、蟠龙、青化砭采油厂，南邻甘谷驿采油厂。青平川采油厂位于延川县境内[1]。在地质构造上属于鄂尔多斯盆地陕北斜坡东部，沉积环境为三角洲平原相分流河道发育区。长2油层由4～5个小沉积旋回组成。

2地层划分与对比

2.1地层划分依据

在前人研究成果的基础之上，我们对高家沟开发区块的长2油层组进行了地层划分，并绘制了研究区地层综合柱状图，具体划分依据和地层特征如下：

（1）长1与长2的分界：长2主要为灰色泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及粉砂岩与灰色、灰白色、灰绿色中一厚层状细砂岩不等厚互层，且砂岩相对泥岩更为发育。

（2）长21/长22地层划分标志（延长组标志层K8）

灰白色厚层长石细砂岩，夹少量粉砂岩及泥质粉砂岩，顶部有数米厚的粉砂岩或粉砂质泥岩。该段在电性上表现为自然电位曲线呈箱状或钟状负异常，自然伽玛曲线呈现低值。

（3）长22/长23地层划分标志（延长组标志层K7）

该层在电性上表现为自然电位曲线呈箱状或钟状负异常，异常幅度大，自然伽玛曲线齿状低值。

2.2单井划分结果

根据各井自然电位、自然伽马、声波时差和感应电阻等曲线进行单井地层划分，根据开发需要将长21分为三个小层，即长211、长212和长213三层，将长22分为两个小层，即长221和长222两层。由于本区主力油层赋存在长22，多数井打穿长22油层即停钻，大多数钻井的长23没有见底，所以，对长23没有再细分。

3沉积微相及砂体展布特征

3.1区域演化及沉积背景

晚三叠世长10-长4+5期主要为湿热气候条件下的湖泊-三角洲沉积，储集岩以河口砂坝、分流河道型为主，次为远砂坝砂体[2];长3-长1期则转化为半干旱气候条件下的河流与沼泽相沉积，储集岩以分流河道砂体为主，次为河口砂坝、远砂坝砂体。

3.2沉积微相类型及特征

根据前人区域研究成果[3]，结合资料调研结果高家沟地区长2油层主要是辫状河沉积。

3.2.1相标志

1、颜色

研究区长2油层组砂岩以灰色、浅灰色、灰黑色、褐灰色细砂岩为主，其次是淺灰的、灰色粉砂岩和泥质粉砂岩;泥岩多为褐灰色、灰黑色，研究区沉积环境为一个弱还原-还原环境。

2、岩石组分及类型

研究区岩石组分的特点为：石英含量普遍较高，长石含量也较高，类型有钾长石，斜长石，微斜长石，但不同地区有区别，主要岩石类型有岩屑长石砂岩、长石砂岩、长石岩屑砂岩，填隙物含量一段在8%～16%之间，成分主要为泥质、钙质，胶结物主要是绿泥石、高岭石和方解石。

4沉积微相划分

根据研究区岩石相、测井相的分析，结合野外剖面观察综合分析，认为研究区上三叠统延长组长2油层主要为河流相沉积，主要发育辫状河亚相，主要微相类型为河道砂坝及泛滥平原。

在确定各种微相类型的基础上，进行单井相的划分，其中长221和长222分别呈一个典型的正旋回，而长21也可以分为3个正旋回，均以发育河道砂坝为特征，河道砂体大多为多期河道叠置而呈，厚度在10～20m。

长2段垂向沉积特征从泛滥平原到河道砂坝相逐渐变化，早期以泛滥平原为主，在中期有河道砂坝发育，晚期为泛滥平原。河道砂坝是主要砂体发育相带。

4.1沉积微相展布

4.1.1剖面相展布特征

本次以单井的剖面相研究为依据，综合剖面对全区沉积相研究的控制作用，选取有代表性的剖面井建立连井剖面，其中顺物源方向2条，切物源方向2条。从沉积相剖面图来看，顺物源方向，北东南西向，在长222和长221小层河道砂坝微相发育，砂层厚度大，连通性好，泥岩夹层少，同时薄，基本在0.8m以下，垂直物源方向，北西南东向，砂体展布厚，中间泥岩夹层略多，连通性较顺直物源方向差，基本小于1m。

4.1.2平面相展布特征

（1）长222小层

本区的辫状河河道砂坝沉积，往往构成较厚的砂岩沉积层系，河道间细粒沉积较薄，砂地比基本大于50%，单层砂岩厚度在10-15m，长222小层河道砂岩呈席状展布，连片性好，多数井所在区域均有河道分布（图1）。物源方向以北东-南西向为主。在该沉积期内，主要发育河道砂坝和泛滥平原微相，主要以河道砂坝微相为主，泛滥平原主要分布在工区西北侧和东北侧。

（2）长221小层

长221小层沉积继承长222的河道沉积特征，依旧为辫状河沉积，工区河道砂坝发育广泛，河道砂体连续性好，砂体北东南西向呈席状大面积展布，砂地比基本大于50%，单层砂岩厚度在10-15m，河道间细粒沉积较薄。相比长222砂地比大于0.8的厚砂岩展布范围变小，物源方向以北东向-南西为主。在该沉积期内，工区内以河道砂坝微相为主，泛滥平原在河道两侧发育，延伸基本贯穿整个工区。

5砂体展布特征

研究区长2储层沉积受北东向物源控制，多期河道垂向上叠加、平面上交叉，一般河道交汇处，砂体堆积快，厚度大，最终形成长2期沉积相状态。汇聚砂体具有一定的方向性，顺古河道方向河道砂坝发育程度高、规模大、连通性好，横切古河道方向河道砂体连续性略差。

（1）长222小层

长222小层砂体连片性较好，砂体厚度较大，大于12米的区域连片分布，河道沿北东-南西方向分布。该小层位砂层厚度较厚，侧向迁移普遍，工区内砂岩厚度小于12m的范围很小，为土豆状，砂体厚度基本大于12～15m，大于18-21m的砂体呈条带状或土豆状展布，砂体较厚的地方主要分布在工区在中部地区，砂体最厚达到26.8m。工区东南部厚度和工区东北角部较薄，最薄的地方为0.5m。整个研究区砂体平均厚度为15.36m。

（2）长221小层

长221小层砂体连片性较好，继承长222的发育格局，主河道沿北东-南西向分布。该小层位砂层厚度较厚，侧向迁移普遍，工区内砂岩厚度小于12m的范围很小，为土豆状，砂体厚度基本大于12～15m，大于18-21m的砂体呈条带状或土豆状展布，最厚的井区达到26.5m，较长222小层略薄。主要分布在工区中部地区。工区西南部砂体厚度较薄，厚度小于0.4m。砂体平均厚度在15.1m左右。

6储层特征

6.1储层岩石学特征

6.1.1砂岩类型

根据岩石薄片鉴定资料的统计分析，长2油层组砂岩成分以长石为主，含量平均56.95%;其次为石英，含量平均26.35%;最后为岩屑，含量平均12.5%。从成分成熟度来看，整体上成分成熟度较低，长22砂层组石英含量较长21砂层组略高，表明，长22砂层组成分成熟度略高。

岩石类型主要长石砂岩，个别为岩屑长石砂岩。岩屑以火成岩岩屑为主，平均含量6.85%，其次为变质岩岩屑和云母，平均含量分别为3.9%和3.05%，沉积岩岩屑含量较少，平均含量1.75%。重矿物见绿帘石、浅红色石榴石、锆石。

长2油层以细粒砂岩为主，占统计样品的42.6%;其次为粉砂岩，占统计样品的26.4%;粉细砂岩与细粉砂岩的含量相对较少，分别占统计样品的16.9%与11.8%;中砂岩、中细砂岩所占比例最低，均小于5%。颗粒分选性中～好，磨圆度次棱～次圆状，接触类型为颗粒支撑，点～线接触，孔隙式和接触式胶结。

6.1.2胶结物

长2油层组胶结物含量平均为小于2%，胶结矿物有方解石、高岭石和石英，其中以方解石为主，平均含量1.59%，多呈微晶结构，充填于孔隙中;其次高岭石，平均含量0.25%，石英次生加大不发育，平均含量0.05%。通过研究，对储层物性影响较大的为方解石胶结物。

6.1.3粘土矿物特征

统计表明，长2油层粘土矿物的绝对含量为4.4%～10.8%，平均为8.4%。粘土矿物类型主要有绿泥石、伊利石、高岭石与伊/蒙混层，其中以绿泥石为主，相对含量占总粘土矿物的49%～60%，平均为53.4%。在扫描电镜下观察，绿泥石多呈针叶片状或玫瑰花状垂直分布在碎屑颗粒表面，呈孔隙充填式或衬垫式产出。高岭石含量19%～26%，平均为23.4%，在储层中多呈书页状或蠕虫状产出。储层中伊利石含量相对较高，为8%～14%，平均为10%，伊利石多呈丝缕状、搭桥状或片状在孔隙中产出，堵塞喉道。伊/蒙混层粘土矿物的含量最低，为12%～15%，平均13.1%，间层比均为10%。

6.2孔隙类型

通过铸体薄片、扫描电镜资料分析，长2油层组储层孔隙类型主要为原生粒间孔，其次为溶蚀孔隙，溶蚀孔隙主要为长石溶孔和巖屑溶孔，另有少量的晶间孔和微裂隙。

粒间孔是砂岩储层经压实和新生矿物充填后残留的原生粒间空间，长2油层组储层储集空间主要为此种类型，约占总空间的92%。溶蚀孔隙主要为长石溶孔，约占总空间的6%，岩屑溶孔不发育，约占总空间的2%。另外发育少量的晶间微孔和微裂隙，由于孔隙微小，对储层的储集和渗流能力没有影响。

6.2.1孔隙结构特征

通过铸体薄片分析，长2油层组储层平均孔隙直径分布在46.70～88.57μm，平均值为67.35μm，为中孔型储层。分选系数平均为30.90，均质系数平均为0.43，孔隙分选性不好。平均配位数为0.18，平均孔喉比1.29，孔喉配置较差。

从孔隙分布特征上看，孔隙直径>100μm很少，只占总孔隙数量的3.83%，面积频率占22.83%;孔隙直径<30μm数量较多，占总孔隙数量的55.37%，面积频率占11.66%;孔隙直径30～100μm数量也较多，占总孔隙数量的40.83%，面积频率占65.51%。说明储层储集空间主要由中孔组成，其次为大孔，小孔隙数量较多，但所占的比例较小。

6.2.2喉道特征

通过压汞资料的分析，长2油层组储层平均喉道半径分布在0.25～3.45μm之间，平均喉道半径为1.31μm，为细喉型储层;排驱压力分布在0.07～0.8MPa之间，平均为0.28MPa;中值压力分布在0.79～7.73MPa之间，平均为2.72MPa;中值半径分布在0.10～0.92μm之间，平均为0.42μm;喉道分选系数分布在2.02～3.32之间，平均为2.74（分选系数大于3，为分选性极差），说明储层喉道分选性差;峰态值分布在3.07～4.41之间，平均为3.57，说明喉道分布呈高而窄的尖峰形态;偏度分布在1.52～1.93之间，平均为1.73，为粗歪度分布;退出效率为分布在20.95～32.51%之间，平均为26.52%，退出效率不高。

总体上看，长2油层组储层喉道半径较小，中值压力较高，喉道分选性差，喉道结构较差，为低渗储层的特征。

从长2油层组储层喉道分布图上看，储层不发育中喉（喉道半径大于10）以上的喉道，都为微细喉，其中细喉占44.60%，微喉占55.40%。从渗透率贡献值分布上看，对储层渗流能力起着决定作用的是细喉部分，主要是半径分布在1.6～6.3μm的喉道，对渗透率起着93.65%的贡献，所以长2油层组储层为细喉型储层。在油田注水开发中，要注意对储层1.6～6.3μm区间的喉道污染。

参考文献

[1] 刘伟才， 李艳芳， 杨贤军. 青平川油田长2储层成岩作用研究[J]. 地下水， 2016， 38（06）： 189-190+210.

[2] 朱筱敏， 潘荣， 赵东娜， 等. 湖盆浅水三角洲形成发育与实例分析[J]. 中国石油大学学报（自然科学版）， 2013， 37（5）： 7-14.

[3] 白玉彬， 赵靖舟， 章爱成， 等.蟠龙油田三叠系长2油组油气富集规律[J].西南石油大学学报 （自然科学版） .2010， 32 （4） ：67-71.

第一作者：贺宏，1978年3月12日出生，助理工程师，延长油田股份有限公司宝塔采油厂副厂长。

（1.延长油田股份有限公司宝塔采油厂 2.西安石油大学 地球科学与工程学院）